تحليل الذكاء الاصطناعي يمكن أن يتنبأ بنتائج عملية التحفيز العميق للدماغ
يمكن تحليل الذكاء الاصطناعي لإشارات الأقطاب الكهربائية الدقيقة أن يتبأ بنتائج عملية التحفيز العميق للدماغ لعلاج مرض باركنسون. ومن المتوقع أن التراكم المتزايد للبيانات والخبرات يساعد على علاج باركنسون مساعدة كبيرة مع مرور الوقت.
وقام فريق البحث بقيادة البروفيسور سون ها بايك والبروفيسور هاي تشان كيم والبروفيسور سيوك كيو سون من مستشفى جامعة سيول الوطنية والبروفيسور كوانغ هيون بارك من مستشفى جامعة تشونغنام الوطنية في مدينة سيجينغ بتحليل السجلات التنبؤية للأقطاب الكهربائية لـ34 مريضاً من مرض باركنسون، الذين خضعوا للتحفيز العميق للدماغ (دي بي إس) تحت التخدير العام، عن طريق التعلم العميق ونشر الفريق نتائجه السريرية.
ويحدث مرض باركنسون عندما يتعرض المريض لاختفاء الخلايا العصبية الدوبامينية في الدماغ المتوسط بنسبة 70 بالمئة أو أكثر من المستوى الطبيعي بمجهول السبب. وإنه ثاني أكثر أمراض الدماغ التنكسية شيوعا بعد مرض الزهايمر، ويُلاحظ في حوالي 2 من كل 100 شخص ممن يصل أعمارهم إلى 65 سنة وما فوق.
وتشمل أعراض مرض باركنسون الرعاش وعدم الاستقرار الوضعي وضمور العضلات واضطراب المشي وغيرها. فيُعتبر التحفيز العميق للدماغ هو علاج نموذجي يتم إجراؤه لمنع حدوث الأعراض. ويهدف التحفيز العميق للدماغ إلى التحكم في الدوائر العصبية بالتحفيز الكهربائي عن طريق إدخال أقطاب كهربائية في مناطق غير طبيعية من الدماغ، فأهم شيء هو إيجاد مكان هادف بالضبط.
ويثقب الطبيب جمجمة المريض في غرفة العملية، ويضع أقطاب كهربائية دقيقة في منطقة الدماغ التي يحددها بالتصوير بالرنين المغناطيسي، ويقيس إشارات كهربائية متولدة من الدماغ من خلال تحريك موقع الأقطاب تدريجيا. ويحلل الطبيب في نفس الوقت الإشارات الكهربائية المسجلة ويدخل أقطاب التحفيز الفعلية في الموقع الذي يتوقع فيه أكبر قدر من التأثير.
وقام الفريق بتحليل الإشارات التي تم الحصول عليها من خلال الأقطاب الكهربائية الدقيقة باستخدام تقنية الذكاء الاصطناعي خاصة التعلم العميق وتوقع النتائج. ثم أجرى عمليات جراحية حقيقية، وقسم حالات المرضى حسب درجة الشفاء، وقارنها بتنبؤات الذكاء الاصطناعي. وأجرى الفريق التحفيز على جانبي الدماغ وافترض أن كل محفز سيؤثر على الجانبين بشكل مختلف فطبق نسب مختلفة لجانبي الدماغ باستخدام الهياكل المتعددة لخوارزمية الذكاء الاصطناعي. وأظهر الذكاء الاصطناعي أعلى دقة بلغت 80.21 بالمئة عندما كانت النسب 1:5 و1:6. وقال الفريق إنه أظهر بنية وظيفية مشابهة للعقد القاعدية للعصب الدماغي الحقيقي.
قال البروفيسور بايك في قسم جراحة المخ والأعصاب إنه من المرجح أن تصبح نتيجة البحث النموذج الجديد لإجراء عملية التحفيز العميق للدماغ لمرضى مرض باركنسون.
وقال البروفيسور كيم في قسم الهندسة الطبية الحيوية أيضا إن البحث عبارة عن تجربة جديدة تستخدم تقنية التعلم العميق للتنبؤ بحالة مستقبلية للمريض بعد خضوع للتحفيز العميق للدماغ وأضاف أنه يتوقع تطوير أنظمة أكثر دعما باستعمال الذكاء الاصطناعي في المستقبل.
وتم نشر هذا البحث، الذي حاول لأول مرة في العالم التنبؤ بنتيجة عملية التحفيز العميق للدماغ عن طريق استعمل إشارات الاقطاب الكهربائية الدقيقة والذكاء الاصطناعي، في العدد الأخير من مجلة <بلوس وان> (PLOS ONE) العلمية.